WO2019064106A1 - Bateau moteur à foils rétractables par basculement - Google Patents

Bateau moteur à foils rétractables par basculement Download PDF

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Alaric LUKOWSKI
Stéphane DYEN
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    • B63B2001/281—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils movable about an axis substantially parallel to the flow direction

Definitions

  • the present invention relates to motorized foil boats.
  • US Patent 4,237,810 discloses a motor boat with foils.
  • the position of the foils relative to the load-bearing structure does not vary, whether the boat is at a standstill, moves at low or high speed, that the force of the wind where the height of the waves is pronounced or not.
  • the patent application WO2016 / 0094090 discloses a principle that makes it possible to satisfy two distinct distinct geometrical configurations, namely (i) the coincidence with the shape of the hull of the foils in the raised position, and (ii) the positioning of the foils in the low position which allows to obtain naturally the autostability of the hydrofoil in flight, whether in roll or in pitch.
  • the devices of the state of the art do not allow the foils to be both above the waterline in the passive position, optimally integrated in the supporting structure, and sufficiently wide apart in the active position, p. ex. at least twice the width of the boat. Such a provision would have the merit of increasing the natural stability of the boat while minimizing the bulk of the foils in the passive position.
  • the present invention offers the advantage of overcoming the problem described in the previous chapter.
  • the invention more specifically relates to a motor boat comprising a carrying structure and at least one pair of similar foils disposed on each side of the support structure, each of said foils being defined by a wing and its support; the latter being retractable in the lower part of the structure and slidably mounted relative thereto; said foils being arranged to adopt at least two fixed positions, namely a so-called “active” position in which they are deployed in similar positions and a so-called “passive” position in which said supports are retracted into the carrier structure; characterized by the fact that the boat is adapted so that the unfolding of the foils comprises an initial displacement of the supports in a substantially horizontal direction, which moves away from the vertical median plane of the supporting structure, followed by a tilting around an axis parallel or substantially parallel to the main axis of the boat.
  • substantially horizontal direction must be understood a straight or almost horizontal trajectory, a slightly curved trajectory but almost coinciding with a horizontal direction, or any other project trajectory of a horizontal direction.
  • the invention offers the advantage of reducing the bulk of foils since they can be positioned under the deck of the boat.
  • the foils are guided by two shims adapted in that they allow the passage of rope sails and evolutionary twisting.
  • the mechanical lift system of the foils comprises a screw jack secured to the carrier structure and the foil simultaneously.
  • the figure describes an exemplary embodiment in which the foils 2 are similar but not symmetrically identical.
  • the supports 4 are slightly asymmetrical so as to be superimposed in the carrier structure 1 in the passive position.
  • the figure illustrates three positions foils 2,2 ', 2 ", the passive position 2, a transient position 2' and the active position 2".
  • the wings 3 merge with the side walls of the supporting structure 1.
  • the distance between the ends of the wings 3 is at least equivalent to twice the width of the supporting structure 1.
  • the foils 2,2 ', 2 "initially move along a slightly curved path that moves away from the vertical median plane 5 of the supporting structure 1.
  • a tilting of the foils 2 follows. ', 2 "around an axis 6 directed in a direction parallel to the main axis of the boat.
  • the free end 8 of each support 4 is also rotated about the axis 6.

Abstract

Bateau à moteur comprenant une structure porteuse et au moins une paire de foils similaires disposés de chaque côté de la structure porteuse, chacun desdits foils étant défini par une aile et son support; ce dernier étant rétractable dans la partie inférieure de la structure et monté coulissant par rapport à celle-ci; lesdits foils étant disposés de manière à adopter au moins deux positions fixes, à savoir une position dite « active » dans laquelle ils sont déployés dans des positions similaires et une position dite « passive » dans laquelle lesdits supports sont rétractés dans la structure porteuse; caractérisé par le fait que le bateau est adapté de manière à ce que le déploiement des foils comprenne un déplacement initial des supports selon une direction sensiblement horizontale, qui s'éloigne du plan médian vertical de la structure porteuse, suivi d'un basculement autour d'un axe parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal du bateau.

Description

Bateau moteur à foils rétractables par basculement
Domaine de l'invention
La présente invention concerne les bateaux motorisés à foils.
Etat de la technique
Le principe consistant à assurer l'équilibrage du poids d'un bateau par un effet de portance hydrodynamique produit par la vitesse de l'eau agissant sur des éléments en forme d'ailes immergées, semi-immergées ou traversant la surface de l'eau, par opposition à la seule utilisation de l'effet archimédien des volumes immergés, est relativement ancien. Dès le début du vingtième siècle il existe des bateaux à moteur équipés de ce genre de dispositif nommé foil. On connaît par ailleurs l'utilisation de foils dans le but de stabiliser en roulis ou en tangage des navires en configuration archimédienne. L'utilisation de foils améliore la performance des bateaux par l'augmentation de la vitesse et/ou la diminution de la consommation énergétique.
Le brevet US 4 237 810 divulgue un bateau à moteur doté de foils.
Sur ce bateau, et plus généralement sur les bateaux motorisés à foils, la position des foils par rapport à la structure porteuse ne varie pas, que le bateau soit à l'arrêt, se déplace à faible ou grande vitesse, que la force du vent ou la hauteur des vagues soit prononcée ou non.
D'autres brevets, tels que le brevet US 3 241 51 1 , divulguent des principes de bateaux à moteur et à foils avec système de rétractabilité des foils, par coulissement vertical ou par mécanismes divers de rotation. Ces systèmes permettent notamment de relativement réduire l'encombrement et la traînée des appendices lorsqu'ils ne sont pas utilisés.
La demande de brevet WO2016/0094090 divulgue un principe permettant de satisfaire deux configurations géométriques distinctes précises, à savoir (i) la coïncidence avec la forme de la coque des foils en position relevée, et (ii) le positionnement des foils en position basse qui permette d'obtenir naturellement l'autostabilité de l'hydrofoil en vol, que ce soit en roulis ou en tangage.
Les dispositifs de l'état de la technique ne permettent cependant pas que les foils soient à la fois au-dessus de la ligne de flottaison en position passive, intégrés de façon optimale dans la structure porteuse, et suffisamment écartés en position active, p. ex. d'au moins deux fois la largeur du bateau. Une telle disposition aurait le mérite d'augmenter la stabilité naturelle du bateau tout en minimisant l'encombrement des foils en position passive.
Description de l'invention
La présente invention offre notamment l'avantage de remédier au problème décrit dans le chapitre précédent.
De manière générale, elle consiste à initialement déployer les foils le long d'une trajectoire sensiblement horizontale puis de les basculer en direction du plan d'eau.
L'invention concerne plus précisément un bateau à moteur comprenant une structure porteuse et au moins une paire de foils similaires disposés de chaque côté de la structure porteuse , chacun desdits foils étant défini par une aile et son support; ce dernier étant rétractable dans la partie inférieure de la structure et monté coulissant par rapport à celle-ci ; lesdits foils étant disposés de manière à adopter au moins deux positions fixes, à savoir une position dite « active » dans laquelle ils sont déployés dans des positions similaires et une position dite « passive » dans laquelle lesdits supports sont rétractés dans la structure porteuse; caractérisé par le fait que le bateau est adapté de manière à ce que le déploiement des foils comprenne un déplacement initial des supports selon une direction sensiblement horizontale, qui s'éloigne du plan médian vertical de la structure porteuse, suivi d'un basculement autour d'un axe parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal du bateau.
Par « direction sensiblement horizontale », il faut comprendre une trajectoire rectiligne horizontale ou presque, une trajectoire légèrement incurvée mais se confondant presque avec une direction horizontale, ou tout autre trajectoire projet d'une direction horizontale.
Il convient de relever que l'invention offre notamment l'avantage de réduire l'encombrement des foils étant donné qu'ils peuvent être positionnés sous le pont du bateau.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention les foils sont guidés par deux cales adaptées en ce qu'elles permettent le passage de voiles de corde et vrillages évolutifs. Avantageusement le système de remontée mécanique des foils comporte un vérin à vis solidaire de structure porteuse et du foil simultanément. De manière générale, le mécanisme de déploiement des foils décrit dans la présente demande de brevet peut être combiné avec toutes les autres caractéristiques décrites dans la demande de brevet WO 2016/009409, en particulier le simulateur dynamique.
La figure décrit un exemple de réalisation dans lequel les foils 2 sont similaires mais pas symétriquement identiques. Les supports 4 sont légèrement dissymétriques de manière à pouvoir être superposés dans la structure porteuse 1 en position passive. La figure illustre trois positions des foils 2,2',2", soit la position passive 2, une position transitoire 2' et la position active 2".
En position passive, les ailes 3 se confondent avec les parois latérales de la structure porteuse 1.
En position active, la distance entre les extrémités des ailes 3" est au moins équivalente à deux fois la largeur de la structure porteuse 1.
Lors de la phase de déploiement les foils 2,2', 2" se déplacent initialement le long d'une trajectoire légèrement incurvée qui s'éloigne du plan médian vertical 5 de la structure porteuse 1 . S'en suit un basculement des foils 2',2" autour d'un axe 6 dirigé selon une direction parallèle à l'axe principal du bateau. Lors du basculement, l'extrémité libre 8 de chaque support 4 subit également une rotation autour de l'axe 6.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et illustrés dans le présent document. Elle couvre n'importe quel mécanisme permettant de modifier la position des foils pendant la navigation tel que défini dans les revendications.
Références numériques utilisées dans la figure :
1. Structure porteuse
2. Foil en position passive
2'. Foil en position transitoire
2". Foil en position active
3. Aile en position passive 3'. Aile en position transitoire 3". Aile en position active
4. Support en position passive 4'. Support en position transitoire 4". Support en position active
5. Plan médian vertical
6. Axe de basculement
7. Extrémité libre de support
8. Trajectoire d'extrémité libre de support

Claims

REVENDICATIONS
1. Bateau à moteur comprenant une structure porteuse (1) et au moins une paire de foils similaires (2,2', 2") disposés de chaque côté de la structure porteuse (1), chacun desdits foils (2,2',2") étant défini par une aile (3, 3', 3") et son support (4,4',4"); ce dernier étant rétractable dans la partie inférieure de la structure (1) et monté coulissant par rapport à celle-ci ; lesdits foils (2, 2', 2") étant disposés de manière à adopter au moins deux positions fixes, à savoir une position dite « active » dans laquelle ils sont déployés dans des positions similaires et une position dite « passive » dans laquelle lesdits supports (4, 4', 4") sont rétractés dans la structure porteuse (1); caractérisé par le fait que le bateau est adapté de manière à ce que le déploiement des foils (2,2', 2") comprenne un déplacement initial des supports (4,4') selon une direction sensiblement horizontale, qui s'éloigne du plan médian vertical (5) de la structure porteuse (1), suivi d'un basculement autour d'un axe (6) parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal du bateau.
2. Bateau à moteur selon la revendication 1 dans lequel les foils (2,2', 2") sont déployés de manière dissymétrique.
3. Bateau à moteur selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la direction sensiblement horizontale forme une trajectoire légèrement incurvée.
4. Utilisation d'un bateau à moteur tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le déploiement des foils (2,2', 2") comprend un déplacement initial des supports (4,4') selon une direction sensiblement horizontale, qui s'éloigne du plan médian vertical (5) de la structure porteuse (1), suivi d'un basculement autour d'un axe (6) parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal du bateau.
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